土木工程人员必看建筑结构体系详解

小夏 教育 更新 2024-02-01

建筑物的结构系统是建筑项目的关键部分,因为它必须应对垂直和横向荷载,这些荷载最终安全地传递到地基上。 常见的结构体系有混合结构、框架结构、剪力墙结构、框架-剪力墙结构、圆柱结构、桁架结构、网架结构、拱形结构、悬索结构等。 在建筑领域,有许多常见的结构体系,每个体系都有自己独特的设计理念和应用场景。 从混合结构到悬浮结构,我们来一一分析这些结构体系的特点和应用。

1.混合结构。

混合结构是结合不同材料和结构形式的建筑系统。 混凝土或钢木结构通常用于地板和屋顶,而砖石结构用于墙壁和柱子。 该结构体系广泛应用于住宅建筑、写字楼、教学楼等建筑,为建筑提供了刚柔性的完美结合,特别适用于住宅建筑。

二是框架结构。

框架结构由梁和柱组成,在垂直和水平方向上形成框架,常见于公共建筑、工业厂房等。 其优点是建筑布局灵活,形成较大的建筑空间,立面处理也更加方便。 但侧向刚度较小,对于高层建筑,可能会发生较大的侧向移动,需要注意结构的稳定性。

3.剪力墙结构。

剪力墙结构利用建筑物的墙壁(内部和外部)作为承重结构,可以承受垂直和水平荷载。 墙体同时承受剪力矩和弯矩,因此得名剪力墙。 这种结构的优点是侧向刚度大,在水平荷载作用下的侧向位移小,多用于住宅建筑。

四、框架剪力墙结构。

框架剪力墙结构是在框架结构中设置适当剪力墙的结构。 它结合了框架结构的灵活性和剪力墙结构的横向刚度。 适用于高度不超过170m的建筑,是一种刚柔结合的结构形式,为建筑提供了较大的设计空间。

五、气缸结构。

随着高层建筑水平荷载的增加,圆柱体结构应运而生。 它包括框架芯管结构、管中管结构等形式,主要用于高度不超过300m的建筑物。 巧妙设计的圆柱结构为建筑物提供了有效的水平荷载抵抗力。

6.桁架结构。

桁架结构由杆件组成,其优点是将小截面杆件组合成大截面杆件。 常用于单层工厂桁架等,也用于拱形结构、单层钢架结构等。 它在动力的传输和空间的布置上表现出独特的精致。

7.网架结构。

网架结构是由许多杆按一定规律组成的网状结构,分为平面网架和曲线网架。 扁平网架通过杆材的合理分布和材料的节约,提供了良好的整体性、高刚度和良好的抗震性等优点。 它专为工业生产而设计,在大跨度建筑中具有广泛的应用。

8.拱形结构。

拱形是具有推力的结构,主要内力是轴向压力。 拱形结构适用于需要大跨度的建筑,如体育馆、展览馆等。 它的设计既是对力量的抽象表达,也是对建筑美学的诠释。

9.悬挂结构。

悬索结构主要采用张拉钢索作为承重构件,适用于体育场馆、展览馆等大跨度结构。 通过使用高强度钢绞线或钢丝绳,悬浮结构营造出轻盈、空灵的建筑形态,是建筑设计的巅峰之作。 悬挂结构可分为单面和双面两大类。

不同的建筑结构体系各有千秋,选择合适的结构取决于建筑的具体需求和设计目标。 混合结构、框架结构和剪力墙结构在不同场景下都表现出独特的优势,而圆柱结构、桁架结构和悬索结构在大跨度建筑中发挥着作用。 建筑结构的选择需要综合考虑建筑功能、设计要求、经济性等因素。

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